1. Выбор оптимальной степени повышения давления в компрессоре гту

Оптимальная степень повышения давления в компрессоре для выбранной схемы ГТУ определяется из условия обеспечения максимального КПД на расчётном режиме работы установки. Для газотурбинной установки с регенерацией КПД определяется по следующей формуле

где - КПД камеры сгорания; ; - средняя теплоёмкость газов в интервале температур T_c – T_d; - средняя теплоёмкость процесса подвода тепла в камере сгорания; - средняя теплоёмкость воздуха в интервале температур T_b – T_a; ; - степень повышения давления в компрессоре; - отношение давлений в турбине; - коэффициент, учитывающий потери давления газа в проточной части установки; - коэффициент, учитывающий потери давления в воздушном тракте между компрессором и турбиной; - коэффициент, учитывающий потери давления в системах всасывания воздуха (перед компрессором) и выхлопа газов (за турбиной); - КПД турбины; - КПД компрессора; - показатель изоэнтропы воздуха в процессе сжатия в компрессоре; - показатель изоэнтропы газов в процессе расширения в турбине.

_{Примем:} , . И строим зависимость

Степень повышения давления в компрессоре	КПД установки ,%
2	0,277701
3	0,344786
4	0,371921
5	0,38223
6	0,384779
7	0,38323
8	0,37933
9	0,374007
10	0,367796
11	0,361022
12	0,35389
13	0,346535
14	0,33905
15	0,331495

2. Расчёт тепловой схемы гту с регенерацией.

При расчёте тепловой схемы ГТУ в качестве топлива принимаем стандартный углеводород (С = 85%, Н = 15%), имеющий следующие характеристики:

- теплота сгорания К_т = 44300 кДж / кг;

- минимальное необходимое количество воздуха для полного сжигания одного килограмма газа L₀ = 15 кг / кг.

1. Определяем параметры процесса сжатия воздуха в компрессоре.

Рассчитывается температура за компрессором:

.

Определяем энтальпии воздуха в начале и конце процесса сжатия:

;
,

Вычисляем среднюю теплоёмкость воздуха в процессе сжатия:

.

Уточняем значение m_в:

,

температуру за компрессором:

Уточняем значение :

1. Определяются параметры воздуха после регенератора

где температура газов за турбиной определяется по формуле

Находим энтальпию воздуха за регенератором:

3.Определяем α, при этом предварительно находим , .

;

Энтальпия продуктов сгорания определяется по таблице 2 (см. приложение) полагаем что =0.

4. Находим энтальпию газа перед турбиной:

5. Определяются параметры газа за турбиной

где

средняя теплоёмкость газа в процессе расширения:

Определяется теоретическая и расчётная объёмная доля воздуха в продуктах сгорания q и r_в соответственно

; ,

где , - молекулярные массы воздуха и чистых продуктов сгорания (см. приложение, Таблицы 1 и 2).

Молекулярная масса продуктов сгорания находится по формуле

Определяется газовая постоянная продуктов сгорания

где R = 8,314 кДж/кг – универсальная газовая постоянная.

Уточненное значение m_г рассчитывается по формуле

Температура газов за турбиной уточняется:

Эту температуру принимаем как окончательную и по ней находим:

_{Уточняем значение}

6. Работа расширения одного килограмма газа в турбине определяется по формуле

7. Вычисляется работа, затрачиваемая на сжатие одного килограмма воздуха в компрессоре:

8. Работа ГТУ на валу агрегата находится по формуле

9. Расход газа через турбину

10. Расход воздуха, подаваемого компрессором

где α_у = 0,005 – 0,02 – коэффициент, характеризующий дополнительные расходы воздуха на утечки через уплотнения компрессора и турбины.

11. Расход топлива находится по формуле

кг/с

12. Мощность газовой турбины:

МВт

13. Мощность, потребляемая компрессором

кВт

14. Коэффициент полезной работы рассчитывается по формуле

15. Определяется коэффициент полезного действия ГТУ (электрический КПД ГТУ)